教学单片机实验开发板系统的设计

马爱胜

摘 要：本文对单片机实验开发板的硬件进行了系统的设计。单片机实验开发板是以AT89S51作为主控制芯片，串口通信芯片MAX232、DB9插座、液晶显示器、按键开关等元器件组成，通过软硬件结合实现键盘扫描、液晶显示、数码显示、与上位机串行通信、I/O口扩展等功能。

关键词：单片机；实验开发板；设计

单片机实验开发板是一个实际应用的系统，能够为相关专业的学生开设单片机实验提供支持。此实验板是参考单片机教材中的实验内容设计的，能够实现简单的综合验证实验。单片机实验开发板是以AT89S51作为主控制芯片，串口通信芯片MAX232、DB9插座、液晶显示器、按键开关等元器件组成，通过软硬件结合实现键盘扫描、液晶显示、数码显示、与上位机串行通信、I/O口扩展等功能。

一、系统硬件结构布局

系统设计以MCS-51系列单片机中8031，8051，89C51作为CPU进行系统扩展，将数据存储器、程序存储器、1/O口扩展、串行口通讯、LED显示、键盘与显示等多种功能模块集成于一体。

二、单片机最小系统

本实验开发板采用AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。

三、键盘模块设计

本实验板用于学生实验，为了减少键盘电路占用UO引脚数目，将键盘电路设计为4x4矩阵键盘形式。其中行线作为输入引脚与P0口的P0.3"一P0.0连接，列线作为引脚与

P0.7～PO.4连接。实验板的键盘电路如图1所示：

四、LED显示模块设计

把单片机的P0.0～P0.7 ，P2.0～P2.3口与LED显示模块对应的引脚用排线连接起来，即可进行实验。其连法如图3-3所示：P0.0～P0.7是控制数码管显示的数据口，而P2.0～P2.3为数码管的位选端，4个数码管采用动态显示的方法显示。如图2所示。

五、发声模块设计

发声模块电路原理图如图1-2所示，信号由P3.4引脚进入三极管进行放大，推动蜂鸣器SPK发声。该部分只用3个元件，三极管型号为8550，蜂鸣器为微型压电式。如图3所示。

六、串口通信模块设计

单片机的P3.0、3.1引脚与串口通信模块中的RS-232的12、1引脚相连，而13、4引脚接到9引脚的连接器的7引脚上，连接器的5脚接电路板的地，连接器的另一端连到PC机上。如图4所示。